Evaluación de óxidos de la serie La1-xSrxFeO3 (0≤x ≤0,4) como catalizadores en reacción fenton heterogénea

Abstract

El aumento de la presencia de contaminantes en ambientes acuáticos promovió el desarrollo de diversos métodos para la remediación del agua. En este marco tomaron gran relevancia los procesos avanzados de oxidación (AOPs) entre el cual se destaca el proceso de tipo Fenton Heterogéneo [1]. Consiste en una catálisis asistida empleando H2O2 y un catalizador sólido para la producción de radicales ·OH, los cuales intervienen en la oxidación del contaminante. Los óxidos de tipo perovskita LnFeO3 (con Ln=Lantánidos) han demostrado gran eficiencia en procesos catalíticos y la introducción de un agente dopante mostró cambios en las propiedades físico-químicas de estos compuestos haciéndolos óptimos para diferentes aplicaciones [2]. En el presente trabajo se estudió el efecto del dopado con el ion Sr2+ en LaFeO3 para la degradación de azul de metileno (AM) en un proceso Fenton heterogéneo. Los óxidos dopados se sintetizaron por el método de citrato [3] y posteriormente se identificaron y caracterizaron por difracción de rayos X, método de Williamson-Hall (W-H) y espectroscopia UV-Vis. Luego se estudió la degradación del azul de metileno por un proceso Fenton heterogéneo a pH 4 y pH 7 para los óxidos LaFeO3, La0,8Sr0,2FeO3 y La0,6Sr0,4FeO3. Los óxidos obtenidos presentaron estructura ortorrómbica pertenecientes al grupo espacial Pbmn (COD 1526450). El análisis por W-H mostró cambios en el tamaño al incorporar el Sr2+ a la estructura cristalina del óxido. Por espectroscopía UV-Vis se analizaron los cambios en el valor del band-gap al introducir el Sr2+ empleando un método gráfico como el diagrama de Tauc. Los óxidos mostraron diferente actividad catalítica dependiendo del pH empleado. Luego de 75 min de reacción, se obtuvo la mayor eficiencia de degradación a pH 4 para La0,6Sr0,4FeO3, con un valor de 46,40%. A pH 7, La0,6Sr0,4FeO3 logró también la mayor eficiencia de degradación con un valor de 35,31%. Se concluyó que el grado de dopado, así como el pH empleado afectan la actividad catalítica de los óxidos. La elevada eficiencia observada a pH 7 para La0,6Sr0,4FeO3 lo convierte en una opción prometedora para procesos de degradación a pH neutro, representando una ventaja frente a los procesos Fenton tradicionales.